2019屆高中化學(xué)第一輪復(fù)習(xí) 配餐作業(yè)10 無機非金屬材料的主角——硅.doc
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配餐作業(yè)(十) 無機非金屬材料的主角——硅 1.4G網(wǎng)絡(luò)讓手機“飛”起來了。手機芯片的核心是硅板,其成分是( ) A.SiO2 B.Si C.H2SiO3 D.Na2SiO3 解析 手機芯片的核心是硅板,其成分是Si單質(zhì),故B項正確。 答案 B 2.硅的氧化物及硅酸鹽構(gòu)成了地殼中大部分的巖石、沙子和土壤。在無機非金屬材料中,硅一直扮演著主角。下面幾種物質(zhì)中含有硅單質(zhì)的是( ) A.瑪瑙 B.光導(dǎo)纖維 C.太陽能電池 D.水晶 解析 瑪瑙、光導(dǎo)纖維和水晶的主要成分是SiO2,硅單質(zhì)可用來制造太陽能電池板。 答案 C 3.下列敘述中正確的是( ) A.因為Na2CO3+SiO2Na2SiO3+CO2↑,所以硅酸的酸性比碳酸強 B.碳和硅都是ⅣA族的元素,所以二氧化碳和二氧化硅的物理性質(zhì)相似 C.二氧化硅既溶于氫氧化鈉溶液又溶于氫氟酸,所以二氧化硅是兩性氧化物 D.二氧化硅和二氧化碳都是酸性氧化物,但二氧化硅不能和水反應(yīng)生成硅酸 解析 A項的反應(yīng)之所以能夠發(fā)生,是因為生成的產(chǎn)物中有氣體放出,平衡正向移動,促使反應(yīng)能夠順利進行,故不能通過此反應(yīng)判斷H2CO3與H2SiO3的酸性強弱,A項錯誤;CO2和SiO2的物理性質(zhì)差異較大,B項錯誤;SiO2與氫氟酸的反應(yīng)不屬于酸性氧化物與一般酸的反應(yīng),在此反應(yīng)中SiO2并沒有表現(xiàn)出堿性氧化物的性質(zhì),C項錯誤。 答案 D 4.(2018濟寧期末)化學(xué)與科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境密切相關(guān)。下列有關(guān)說法中正確的是( ) A.“綠水青山就是金山銀山”,礦物燃料的脫硫脫硝,可以減少SO2、NO2的排放 B.2017年11月5日,發(fā)射北斗三號全球?qū)Ш叫l(wèi)星計算機的芯片材料是高純度二氧化硅 C.為防止月餅等富脂食品因被氧化而變質(zhì),常在包裝袋中放入生石灰或硅膠 D.2M+N===2P+2Q,2P+M===Q(M、N為原料,Q為期望產(chǎn)品),不符合綠色化學(xué)的理念 解析 SO2、NOx是污染性氣體,大力實施礦物燃料的脫硫脫硝技術(shù)以減少SO2、NO2的排放符合綠色化學(xué)的理念,故A項正確;計算機的芯片材料是高純硅,故B項錯誤;生石灰或硅膠是干燥劑,不能防止氧化變質(zhì),故C項錯誤;2M+N===2P+2Q,2P+M===Q的總反應(yīng)是3M+N===3Q,原料完全轉(zhuǎn)化為期望產(chǎn)品,符合綠色化學(xué)的理念,故D項錯誤。 答案 A 5.《青花瓷》中所描繪的“瓶身描繪的牡丹一如你初妝”“色白花青的錦鯉躍然于碗底”等圖案讓人賞心悅目,但古瓷中所用顏料成分一直是個謎,近代科學(xué)家才得知大多為硅酸鹽,如藍紫色的硅酸銅鋇(BaCuSi2Ox,銅為+2價),下列關(guān)于硅酸銅鋇的說法不正確的是( ) A.可用氧化物形式表示為BaOCuO2SiO2 B.性質(zhì)穩(wěn)定,不易脫色 C.易溶解于強酸和強堿 D.x等于6 解析 “硅酸銅鋇”能穩(wěn)定存在說明其性質(zhì)穩(wěn)定,不易脫色,不易與酸、堿反應(yīng)?!肮杷徙~鋇”中Ba為+2價,Cu為+2價,Si為+4價,則x=6,用氧化物形式表示為BaOCuO2SiO2。A、B、D三項均正確。 答案 C 6.(2018泰州月考)將足量CO2氣體通入水玻璃(Na2SiO3溶液)中,然后加熱蒸干,再在高溫下充分灼燒,最后得到的固體物質(zhì)是( ) A.Na2SiO3 B.Na2CO3、Na2SiO3 C.Na2CO3、SiO2 D.SiO2 解析 將足量CO2氣體通入水玻璃中,發(fā)生反應(yīng):2CO2+Na2SiO3+2H2O===H2SiO3↓+2NaHCO3;加熱蒸干高溫灼燒時發(fā)生反應(yīng):H2SiO3H2O+SiO2,2NaHCO3Na2CO3+CO2↑+H2O;SiO2+Na2CO3Na2SiO3+CO2↑,各反應(yīng)物存在如下關(guān)系,H2SiO3~2NaHCO3,H2SiO3~SiO2,2NaHCO3~Na2CO3~SiO2,由上述關(guān)系可知,最后所得固體物質(zhì)是Na2SiO3,故選A。 答案 A 7.(2018安徽合肥月考)《天工開物》記載:“凡埏泥造瓦,掘地二尺余,擇取無沙粘(通‘黏’)土而為之”“凡坯既成,干燥之后,則堆積窯中燃薪舉火”“澆水轉(zhuǎn)釉(主要為青色),與造磚同法”。下列說法錯誤的是( ) A.沙子和黏土主要成分為硅酸鹽 B.“燃薪舉火”使黏土發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化 C.燒制后自然冷卻成紅瓦,澆水冷卻成青瓦 D.黏土是制作磚瓦和陶瓷等的主要原料 解析 沙子的主要成分為SiO2,不屬于硅酸鹽,A項錯誤;“燃薪舉火”是使成型的黏土器皿發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)變化而制成陶器,B項正確;燒制過程中鐵的化合物被氧化為氧化鐵,得到紅瓦,若澆水則發(fā)生還原反應(yīng)得到氧化亞鐵而成為青瓦,C項正確;磚瓦、陶瓷的主要原料是黏土,D項正確。 答案 A 8. (2018江蘇蘇錫常鎮(zhèn)四市月考)我國科學(xué)家制得了SiO2超分子納米管,微觀結(jié)構(gòu)如圖。下列敘述正確的是( ) A.SiO2與干冰的物理性質(zhì)相似 B.SiO2耐腐蝕,不與任何酸反應(yīng) C.工業(yè)上用SiO2制備粗硅 D.光纖主要成分是SiO2,具有導(dǎo)電性 解析 SiO2熔點高,硬度大,而CO2熔點低,常溫下為氣體,A項錯誤;SiO2能與氫氟酸發(fā)生反應(yīng),B項錯誤;SiO2無導(dǎo)電性,D項錯誤。 答案 C 9.(2018晉豫省際大聯(lián)考)山西博物院是太原市地標性建筑之一,下列相關(guān)說法正確的是( ) A.展柜使用的鋼化玻璃,其主要成分只有SiO2 B.墻體使用的磚瓦、水泥,是硅酸鹽材料 C.陳列的元青花瓷的原料有高嶺土[Al2Si2O5(OH)4],也可以表示為Al2O3SiO2H2O D.展示的青銅器上有一層綠色物質(zhì)可能是堿式碳酸銅,此綠色物質(zhì)不溶于鹽酸 解析 鋼化玻璃與普通玻璃的成分相同(只是制造的工藝不同),主要是硅酸鈉、硅酸鈣和二氧化硅,A項錯誤;磚瓦和水泥都是硅酸鹽工業(yè)的產(chǎn)品,所以B項正確;高嶺土[Al2Si2O5(OH)4],應(yīng)該表示為Al2O32SiO22H2O,C項錯誤;銅綠是堿式碳酸銅,該物質(zhì)可以與鹽酸反應(yīng)生成氯化銅而溶解,D項錯誤。 答案 B 10.(2018皖南八校聯(lián)考)高純度晶硅是典型的無機非金屬材料,又稱“半導(dǎo)體”材料,它的發(fā)現(xiàn)和使用曾引起計算機的一場 “革命”。它可以按下列方法制備: SiO2Si(粗)SiHCl3Si(純) 下列說法正確的是( ) A.步驟①的化學(xué)方程式為SiO2+CSi+CO2↑ B.步驟①②③中每生成或反應(yīng)1 mol Si,轉(zhuǎn)移4 mol電子 C.二氧化硅能與氫氟酸反應(yīng),而硅不能與氫氟酸反應(yīng) D.SiHCl3(沸點33.0 ℃)中含有少量的SiCl4(沸點67.6 ℃),通過蒸餾(或分餾)可提純SiHCl3 解析 步驟①的化學(xué)方程式為SiO2+2CSi+2CO↑,A項錯誤;步驟②③中每生成或反應(yīng)1 mol Si,轉(zhuǎn)移2 mol電子,B項錯誤;硅能與氫氟酸反應(yīng)生成SiF4和氫氣,C項錯誤;D項正確。 答案 D 11.青花瓷胎體的原料——高嶺土[Al2Si2O5(OH)x],可摻進瓷石制胎,青花瓷釉料的成分主要是鉀長石(KAlSi3O8),在1 300 ℃左右一次燒成的釉可形成精美的青花瓷。 (1)下列說法正確的是________(雙選;填選項字母)。 A.高嶺土分子中x=2 B.鉀長石能完全溶解在鹽酸中形成澄清的溶液 C.燒制青花瓷過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化 D.青花瓷、玻璃、水泥都屬于硅酸鹽產(chǎn)品 (2)在“南澳一號”考古直播過程中,需用高純度SiO2制造的光纖。下圖是用海邊的石英砂(含氯化鈉、氧化鋁等雜質(zhì))制備二氧化硅粗產(chǎn)品的工藝流程。 ①洗滌石英砂的目的是______________________________。 ②在以上流程中,要將洗凈的石英砂研磨成粉末,目的是 __________________________________________________ __________________________________________________。 ③工業(yè)上常用純凈石英砂與C在高溫下發(fā)生反應(yīng)制造粗硅,粗硅中含有SiC,其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1。下列說法正確的是______(填選項字母)。 A.SiC性質(zhì)穩(wěn)定,能用于制造抗高溫水泥 B.制造粗硅時的反應(yīng)為 2SiO2+5CSi+SiC+4CO↑ C.在以上流程中,將鹽酸改為NaOH溶液,也可達到目的 D.純凈的SiO2只能用于制造光導(dǎo)纖維 解析 (1)A項,根據(jù)化合價代數(shù)和等于零的原則,可得6+8-10-x=0,解得x=4。B項,鉀長石與鹽酸反應(yīng)后不能形成澄清的溶液。C項,根據(jù)水泥制造過程可推測出燒制青花瓷過程中發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化。D項,青花瓷、玻璃、水泥符合硅酸鹽產(chǎn)品的特點,是硅酸鹽產(chǎn)品。 (2)①石英砂中含有易溶于水的NaCl雜質(zhì),洗滌石英砂可使NaCl與SiO2分離。②將純凈的石英砂研磨后能增大物質(zhì)的表面積,從而增大反應(yīng)物與鹽酸的接觸面積,增大反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率。 ③A項,根據(jù)SiC中元素的價態(tài)可知,SiC具有還原性,在高溫下仍能在O2中燃燒生成SiO2和CO2,因此不能用于制造抗高溫水泥。B項,粗硅中含有SiC,其中Si和SiC的物質(zhì)的量之比為1∶1,根據(jù)原子守恒,可將題述信息轉(zhuǎn)化為如下反應(yīng):2SiO2+5CSi+SiC+4CO↑。C項,因SiO2、Al2O3都能溶解在NaOH溶液中,無法實現(xiàn)二者的分離。D項,純凈的SiO2還可用于制造光學(xué)玻璃等。 答案 (1)CD (2)①除去石英砂中的NaCl雜質(zhì) ②增大反應(yīng)物之間的接觸面積,增大反應(yīng)速率,提高生產(chǎn)效率 ③B 12.硅是無機非金屬材料的主角,硅的氧化物和硅酸鹽約占地殼質(zhì)量的90%以上。 (1)下列物質(zhì)不屬于硅酸鹽的是________(填選項字母)。 A.陶瓷 B.玻璃 C.水泥 D.生石灰 (2)用Na2SiO3水溶液浸泡過的棉花不易燃燒,說明Na2SiO3可用作____________。Na2SiO3可通過SiO2與純堿混合高溫熔融反應(yīng)制得,高溫熔融純堿時下列坩堝可選用的是__________(填選項字母)。 A.普通玻璃坩堝 B.石英玻璃坩堝 C.氧化鋁坩堝 D.鐵坩堝 (3)工業(yè)上常利用反應(yīng)2C+SiO2Si+2CO↑制備硅單質(zhì),該反應(yīng)中所含元素化合價升高的物質(zhì)是____________________(填化學(xué)式,下同),氧化劑是____________。 解析 (1)生石灰是CaO,為堿性氧化物且不含Si,不屬于硅酸鹽。 (2)Na2SiO3水溶液又稱“水玻璃”,具有阻燃的功能,因此可用作防火劑。SiO2和Na2CO3在高溫下反應(yīng)生成Na2SiO3和CO2,故含SiO2的材料(普通玻璃、石英玻璃)以及Al2O3等都能與Na2CO3在高溫下反應(yīng),故不能用以上材質(zhì)的坩堝熔融純堿。 (3)題給反應(yīng)中C(碳)被氧化,SiO2中+4價的硅被還原,因此SiO2作氧化劑。 答案 (1)D (2)防火劑 D (3)C SiO2 【拓展延伸】 B、H3BO3、NaBH4、Mg2B2O5的制備與性質(zhì) NH3+H3BO3===NH3H3BO3;NH3H3BO3+HCl===NH4Cl+H3BO3 Mg2B2O5H2O+2H2SO42MgSO4+2H3BO3;2H3BO3B2O3+3H2O;B2O3+3Mg3MgO+2B NaBO2+2SiO2+4Na+2H2===NaBH4+2Na2SiO3 NaBH4+2H2O===NaBO2+4H2↑ 13.氮化硅可用作高溫陶瓷復(fù)合材料,在航天航空、汽車發(fā)動機、機械等領(lǐng)域有著廣泛的用途。由石英砂合成氮化硅粉末的路線圖如下所示。 其中—NH2基團中各元素的化合價與NH3相同。請回答下列問題: (1)石英砂不能與堿性物質(zhì)共同存放,以NaOH為例,用化學(xué)反應(yīng)方程式表示其原因____________________________。 (2)圖示①~⑤的變化中,屬于氧化還原反應(yīng)的是_____________。 (3)SiCl4在潮濕的空氣中劇烈水解,產(chǎn)生白霧,軍事工業(yè)中用于制造煙霧劑。SiCl4水解的化學(xué)反應(yīng)方程式為____________________。 (4)在反應(yīng)⑤中,3 mol Si(NH2)4在高溫下加熱可得1 mol 氮化硅粉末和8 mol A氣體,則氮化硅的化學(xué)式為________________。 (5)在高溫下將SiCl4在B和C兩種氣體的氣氛中,也能反應(yīng)生成氮化硅,B和C兩種氣體在一定條件下化合生成A。寫出SiCl4與B和C兩種氣體反應(yīng)的化學(xué)方程式:____________________。 解析 石英砂不能與堿共同存放的實質(zhì)是SiO2與堿可以發(fā)生反應(yīng)。反應(yīng)①是石英砂與焦炭發(fā)生氧化還原反應(yīng);反應(yīng)②是硅單質(zhì)與Cl2反應(yīng),也是氧化還原反應(yīng)。SiCl4水解可以看作Si結(jié)合四個OH-生成H4SiO4,原硅酸不穩(wěn)定失水生成H2SiO3,Cl-結(jié)合H+生成HCl。氮化硅的化學(xué)式可通過題目信息,運用質(zhì)量守恒求得。結(jié)合題給信息,SiCl4與N2、H2反應(yīng)可得到Si3N4和HCl。 答案 (1)SiO2+2NaOH===Na2SiO3+H2O (2)①② (3)SiCl4+3H2O===4HCl↑+H2SiO3↓(若寫H4SiO4也對) (4)Si3N4 (5)3SiCl4+2N2+6H2Si3N4+12HCl 14.半水煤氣是工業(yè)合成氨的原料氣,其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。半水煤氣經(jīng)過下列步驟轉(zhuǎn)化為合成氨的原料。 完成下列填空: (1)半水煤氣在銅催化下實現(xiàn)CO變換: CO+H2OCO2+H2 若半水煤氣中V(H2)∶V(CO)∶V(N2)=38∶28∶22,經(jīng)CO變換后的氣體中:V(H2)∶V(N2)=________。 (2)堿液吸收法是脫除二氧化碳的方法之一。已知: Na2CO3 K2CO3 20 ℃堿液最高 濃度/(molL-1) 2.0 8.0 堿的價格(元/kg) 1.25 9.80 若選擇Na2CO3堿液作吸收液,其優(yōu)點是___________;缺點是__________________。如果選擇K2CO3堿液作吸收液,用什么方法可以降低成本?___________________;寫出這種方法涉及的化學(xué)反應(yīng)方程式:______________________________________。 (3)以下是測定半水煤氣中H2以及CO的體積分數(shù)的實驗方案。 取一定體積(標準狀況下)的半水煤氣,經(jīng)過下列實驗步驟測定其中H2以及CO的體積分數(shù)。 ①選用合適的無機試劑分別填入Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ、Ⅴ方框中。 ②該實驗方案中,步驟Ⅰ、Ⅱ的目的是___________________。 ③該實驗方案中,步驟________(填“Ⅳ”或“Ⅴ”)可以確定半水煤氣中H2的體積分數(shù)。 解析 (1)經(jīng)CO變換后CO轉(zhuǎn)化為氫氣,則根據(jù)化學(xué)方程式可知,所得的氣體中:V(H2)∶V(N2)=(38+28)∶22=3∶1。(2)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知若選擇Na2CO3堿液作吸收液,其優(yōu)點是價廉,缺點是吸收CO2的能力差。由于生成的碳酸氫鉀受熱易分解產(chǎn)生碳酸鉀,所以使堿液循環(huán)使用可以降低成本,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O。(3)①由于半水煤氣中含有二氧化碳,所以首先利用堿液除去二氧化碳,干燥后再通過氧化銅反應(yīng),利用濃硫酸吸收產(chǎn)生的水蒸氣,利用堿液吸收產(chǎn)生的二氧化碳,進而計算體積分數(shù)。③氫氣還原氧化銅生成水蒸氣,濃硫酸吸收水蒸氣,所以該實驗方案中,步驟Ⅳ可以確定半水煤氣中H2的體積分數(shù)。 答案 (1)3∶1 (2)價廉 吸收CO2能力差 堿液循環(huán)使用 2KHCO3K2CO3+CO2↑+H2O ②除去半水煤氣中的CO2和H2O?、邰? 【拓展延伸】 H2C2O4、CaC2O4的性質(zhì) 1.H2C2O4的性質(zhì) H2C2O4是二元酸,存在如下關(guān)系:H2C2O4HC2OC2O。H2C2O4有較強的還原性,能使酸性高錳酸鉀溶液褪色。H2C2O4固體受熱分解,產(chǎn)生CO和CO2氣體。 2.CaC2O4的性質(zhì) CaC2O4不溶于水、醋酸,溶于鹽酸、稀硝酸。灼燒時轉(zhuǎn)變成碳酸鈣或氧化鈣。- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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